[发明专利]中空型流态化材料的制造方法及其制造装置

说明书

技术领域

本发明涉及中空型流态化材料的制造方法及其制造装置，上述中空型流态化材料同时对流化床焚烧炉中的一氧化二氮（N₂O）和氮氧化物(NO_x)进行减少。

背景技术

用于对类似于煤炭、下水污泥、木材等碳源进行燃烧的流化床焚烧炉，与其他焚烧炉相比温度相对较低，因此氮氧化合物（nitrogen oxide）的生成相对较少，但是为了满足较为严格的排放规定标准，也会向炉内喷洒类似于选择性非催化还原（SNCR，Selective Non-Catalytic Reduction）的氨（ammonia）类还原剂。此外，类似于下水污泥的有机物质包含有很多氮成分，因此燃料氮氧化物(Fuel NO_x)的生成较多，尤其需要减少氮氧化物(NO_x)。

氮氧化物(NO_x)作为酸性气体的引起物质，虽然已经进行排放规定，但是N₂O还不能适用于规定。但是N₂O作为京都议定书指定的6大温室气体，已经在类似于硝酸工厂或己内酰胺工厂的化学工厂中引入了减排技术。尤其，N₂O具有比二氧化碳（CO₂）高310倍的变暖潜能值，因此成为清洁发展机制(CDM)事业的对象，并且为了实现减少温室气体的目标，其被认定为必须去除的物质。

为了实现NO_x的减排，虽然开发出各种技术，但是广为普及的技术为：选择性非催化还原技术（Selective Non-Catalytic Reduction,SNCR），其将氨还原剂喷洒至炉内高温的区域（750-900℃）；选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction,SCR)，其使用催化剂，从而在排气管道（duct）的中温区域（250至400℃）进行还原反应。

N₂O的减少主要在硝酸工厂排气中实施，使用方法为：催化分解法，其将在氨的氧化中变为腐生成的N₂O在450至600℃区域分解；热分解方法，其不使用催化剂，在高温（1000℃以上）中进行热分解。

另外，在下水污泥焚化炉、木材焚化炉、煤炭焚化炉等中同时产生NO_X和N₂O，因此需要同时运用上述的NO_X减少技术和N₂O减少技术。另外，为了保持流态化状态，投入至炉内的流态化材料通常使用沙子，沙子为了保持流态化，其问题在于，使用轻的沙子则大小较小容易飞掉，使用大的沙子则难以流态化。

发明内容

本发明的目的在于：

第一，提供一种中空型流态化材料，其因为N₂O和NO_X都具有优秀的反应活性，所以在流化床焚烧炉中有效地减少N₂O和NO_X。

第二，提供一种流态化材料，其相比大小而轻，并且耐用性优秀，从而可在流化床焚烧炉中有效地使用。

第三，提供一种中空型流态化材料的制造方法，其可简便地制造上述中空型流态化材料。

第四，提供一种制丸机，其在制造上述中空型流态化材料的工艺中使用。

为解决上述课题，本发明的发明者投入催化剂，从而在炉内对N₂O和NO_X进行去除的同时，实现保持流态化的流态化材料，为此发现使得未参与反应的流态化材料内部保持空间，从而可制造轻化且耐冲击的流态化材料，进而完成了本发明。

本发明中，提供中空型流态化材料的制造方法，其包括如下阶段：通过金属成分对离子交换的沸石（zeolite）或金属氧化物进行准备的阶段；对上述离子交换的沸石或金属氧化物每100重量份混合粘合剂2至50重量份后，添加蒸馏水30至160重量份，从而制成混合物的阶段，上述粘合剂从有机粘合剂（binder）及无机粘合剂组成的群中选择一种以上；上述混合物成型为流态化材料的前驱体的阶段，以便上述混合物中心部包含有作为芯材（core material）的重质油；以及将上述前驱体在500至1,200℃中进行烧结的阶段。